Парові турбіни є основними пристроями для перетворення теплової енергії пари в механічну або електричну. Він відіграє важливу роль у виробництві електроенергії на термоелектричних і атомних електростанціях. Однак багато людей не знають, що таке парова турбіна і з яких частин складається.
Тому ми збираємося присвятити цю статтю, щоб розповісти вам Що таке парова турбіна і які її основні частини.
Що таке парова турбіна
Парова турбіна - це машина, яка перетворює енергію пари високого тиску в механічну енергію обертання. Цей процес здійснюється шляхом розширення пари через ряд лопатей (або лопатей), встановлених на роторі, який генерує обертовий рух.
Робота парової турбіни заснована на термодинамічних принципах. По-перше, пара утворюється в котлі, де вода нагрівається в пару під високим тиском і температурою. Потім ця пара направляється до турбіни, де вона проходить через стадії нерухомих і рухомих лопатей, які перенаправляють і перетворюють енергію пари в механічну роботу.
Частини парової турбіни
Парова турбіна складається з кількох основних частин, кожна з яких виконує певну функцію для забезпечення її ефективної роботи. Хоча існує багато типів турбін, усі вони мають деякі основні компоненти.
- Корпус (корпус турбіни): Це зовнішня структура, яка охоплює та захищає внутрішні компоненти. Він також служить для утримання пари та спрямування його до правильних зон усередині турбіни. Корпус розроблений таким чином, щоб витримувати високий тиск і температуру.
- Ротор: Це головний вал турбіни, на якому кріпляться рухомі лопаті. Ротор обертається, коли пара проходить через лопаті, перетворюючи енергію пари в обертовий рух.
- Леза або леза: Існують фіксовані лопаті, які прикріплені до корпусу та перенаправляють потік пари до рухомих лопатей, і рухомі лопаті, які встановлені на роторі та отримують прямий поштовх пари, створюючи обертовий рух.
- Підшипники: це механічні елементи, які підтримують ротор і дозволяють йому плавно та стабільно обертатися. Існують опорні підшипники і підп'ятники, які забезпечують осьове положення ротора і мінімізують тертя.
- Парові ущільнення: Вони запобігають виходу пари високого тиску з турбіни через з’єднання між ротором і кожухом. Це забезпечує ефективне використання енергії пари.
- Регулюючі клапани: Вони регулюють витрату і тиск пари, що надходить в турбіну. Ці клапани дозволяють регулювати вироблену потужність відповідно до вимог системи.
- Конденсатор: Хоча конденсатор не є безпосередньою частиною турбіни, він відіграє важливу роль в охолодженні пари після проходження через турбіну, перетворюючи її назад у воду для рециркуляції в системі.
- Системи змащення: Вони забезпечують плавну роботу рухомих частин турбіни, таких як ротор і підшипники, без надмірного зносу.
- Система витяжки повітря: У конденсаційних турбінах ця система усуває повітря та неконденсовані гази, які можуть знизити ефективність процесу.
Для чого потрібна парова турбіна?
Завдяки здатності ефективно перетворювати енергію пари в механічну або електричну енергію парові турбіни мають широкий спектр застосувань. Основним призначенням парової турбіни є перетворення теплової енергії пари в механічну енергію обертання. Цю механічну енергію можна використовувати двома основними способами:
- Виробляти електричну енергію
- Для безпосередньої подачі механічної енергії
На більшості електростанцій парова турбіна з'єднана з електричним генератором. Обертовий рух від ротора турбіни передається генератору, який перетворює цю механічну енергію в електричну. Це найпоширеніше використання парових турбін у світі.
У деяких промислових процесах парові турбіни використовуються безпосередньо для приводу машин, таких як насоси, компресори або силові установки. Це усуває необхідність перетворювати енергію в електрику, що робить її більш ефективною для конкретних застосувань.
Сфери використання парових турбін
Парові турбіни використовуються в багатьох галузях промисловості, оскільки вони є фундаментальною частиною для виробництва електроенергії. Давайте розглянемо деякі з найбільш використовуваних областей:
- Теплоелектростанції: Вони використовують викопне паливо (вугілля, природний газ або нафту) для нагріву води та виробництва пари. Пара відповідає за рух турбіни, виробляючи електроенергію.
- атомні електростанції: У цих установках тепло, необхідне для виробництва пари, надходить від ядерних реакцій у реакторі. Парова турбіна є сполучною ланкою між атомною енергетикою та виробництвом електроенергії.
- Геотермальні установки: Вони використовують природну пару всередині Землі, щоб рухати турбіни, виробляючи електроенергію в екологічно чистий спосіб.
- Промислові процеси: У хімічній, нафтохімічній та нафтопереробній промисловості парові турбіни приводять у дію компресори та насоси, які є важливими для таких процесів, як дистиляція, охолодження та стиснення газу.
- Виробництво паперу: Парові турбіни використовуються на паперових фабриках для приводу важких машин і генерації тепла, необхідного для сушіння паперу.
- Силова установка судна: У минулому парові турбіни були поширені на великих суднах, включаючи крейсери та військові кораблі, оскільки вони пропонували потужність і надійність. Хоча вони були частково замінені дизельними двигунами, вони все ще використовуються в деяких випадках.
- Когенерація: На об’єктах, де електроенергія і тепло потрібні одночасно, парові турбіни дозволяють використовувати залишкову теплову енергію процесу для опалення або промислових процесів.
- Відновлювальна енергія: На сонячних теплових електростанціях дзеркала концентрують сонячне світло, щоб нагріти рідину, яка генерує пару, яка приводить в дію турбіну.
Як бачимо, парова турбіна є одним з найважливіших елементів у виробництві електроенергії в багатьох галузях промисловості. Я сподіваюся, що з цією інформацією ви зможете дізнатися більше про те, що таке парова турбіна, для чого вона призначена та з яких її основних частин складається.